Мельницы непрерывного действия

2. Мельницы непрерывного действия

 

2.1 Мельницы с периферической разгрузкой через сито

Мельницы (рис.3.1), широко применяемые в огнеупорной промышленности, предназначены для измельчения материалов средней твердости (сухой глины, шамота, магнезита и т. п.), когда необходимо получить не менее 30—40% частиц величиной меньше 5 мм.

Мельница имеет два торцовых днища 6 и 8 из листовой стали, которые изнутри облицованы стальными броневыми элитами 9. К внутренней стороне днищ прикреплены стальные броневые плиты 7, расположенные уступами. К торцовым днищам крепятся с одной стороны ступица 5, с другой — горловина 13, отлитая вместе с лопастями 12 и ступицей 10. К горловине 13 примыкает питающая воронка 11, установленная на фундаменте. Вал 4, на котором шпонками закреплены ступицы 5 и 10, опирается на подшипники, установленные на фундаментах.

Так как броневые плиты расположены уступами, барабан может вращаться только в направлении, указанномстрелкой. Броневые плиты с одной стороны несколько утолщены, а в тонкой части имеют отверстия диаметром 5 мм, расширяющиеся в сторону прохода материала. Между плитами оставляются щели, перекрываемые волнистыми щитками 14, которые задерживают крупные частицы материала от выпадения.

Над плитами 7 смонтировано два ряда сит — 3 и 1. В первом из них отверстия больше, чем во втором. Сито 3 задерживает крупные частицы материала и предохраняет сито 1 от излишней нагрузки и преждевременного износа. Сито 3 выполнено из отдельных секций, между которыми оставляются щели. Частицы материала, не прошедшие сквозь отверстия сита 1, возвращаются в барабан через щели между секциями сита 3 и плитами 7 для повторного измельчения. Измельченный и просеянный материал поступает в кожух 2. Патрубок 15 служит для присоединения мельницы к аспирационной установке.

В мельницу поступает материал крупностью 25—75 мм, который измельчается до частиц величиной 0,5 мм. Диаметр мелющих шаров 80—120 мм. Для мельницы размерами 2,26 Х 1,38 рекомендуется набор шаров диаметром 120, 100 и 80 мм по 450 кг, общей массой 1350 кг.

Недостатком рассматриваемых мельниц является то, что в них объединены помол и просев. Последний происходит только на небольшой части поверхности сита; это снижает производительность мельницы. Кроме того, в этих мельницах невозможен тонкий помол материал из-за забивания тонких сит. В современных высокопроизводительных установках помол и просев осуществляется в разных машинах, работающих в замкнутом цикле.

Мельницы с периферической разгрузкой через сито изготовляют с размером между наружными ситами 850 и 2260 мм и соответственно шириной между торцовыми дисками 450 и 1380 мм, угловой скоростью 45 и 25 об/мин, мощностью двигателя 2,2 и 22 кВт. Производительность мельницы размерами 2,26 X 1,38 составляет до 5 т/ч сухой глины при наружном сите с отверстиями 1 мм и до 7,5 т/ч шамота при сите с отверстиями 3 мм.

 

2.2 Мельницы с разгрузкой через полую цапфу или торцовое днище (одно- и многокамерные)

Эти мельницы бывают с коротким и длинным барабаном (с отношением длины к диаметру 0,7—2 и 2—7), конусные и цилиндрические.

Конусные мельницы с разгрузкой через полую цапфу (рис. 3.2) применяют для мокрого и сухого помола материалов различной твердости. К цилиндрической части 1 корпуса мельницы приклепаны с обеих сторон усеченные конусы: со стороны загрузки — крутой конус 2 с углом при вершине 120°, со стороны выгрузки — пологий конус 3 с углом при вершине 60°. Цилиндрическая часть мельницы изготовляется длиной от 1/4 до 1/3 диаметра. В мельницах с кремневой футеровкой длина цилиндрической части достигает величины диаметра.

Мельница загружается металлическими шарами диаметром 60—125 мм, кремневой галькой или фарфоровыми шарами. Для увеличения производительности мельница устанавливается с небольшим наклоном в сторону выгрузки материала (около 34 мм на 1 м длины барабана).

В мельнице этого типа происходит автоматическое распределение шаров по крупности без применения перегородок и достигается измельчение материала мелющими телами, соответствующими крупности его кусков или частиц. Благодаря этому конусные мельницы имеют более высокую производительность и расходуют меньше энергии, чем цилиндрические, где мелющие тела поднимаются на одинаковую высоту.

Размер поступающих в мельницу кусков материала должен быть не больше 50 мм; измельчается материал до величины частиц 0,07 мм. Загрузка и разгрузка материала осуществляются через полые цапфы.

 

2.3 Многокамерные мельницы

Применяются для помола шамота, кварца, пегматита, известняка, цементного клинкера, угля и других материалов, когда требуется высокая производительность и надо получить продукт высокой, инородной тонкости. В многокамерной мельнице объединены все стадии измельчения и может осуществляться как мокрый, так и сухой помол материалов. Камеры загружаются мелющими телами разного размера соответственно крупности измельчаемого материала.

В результате применения многокамерных мельниц упрощается процесс помола и обслуживание мельниц, значительно сокращается количество вспомогательной аппаратуры и уменьшается кубатура здания. Это способствует широкому распространению многокамерных мельниц. Наибольшее распространение получили мельницы, имеющие центральный привод с разгрузкой через полую цапфу и торцовое днище.

Схема многокамерной мельницы с разгрузкой через полую цапфу и с центральным приводом показана на рис. 3.3. Барабан 6 мельницы сварен из листовой стали толщиной 28 мм и закрыт с двух сторон торцовыми днищами 1 и 10. Днища отлиты заодно с пустотелыми цапфами 4 и 13, которыми мельница опирается на литые чугунные подшипники 2 и 19 с баббитовой заливкой. Подшипники имеют сферические опоры, снабжены водяным охлаждением и централизованной системой смазки. Внутри мельница облицована броней из марганцовистой стали и разделена на две камеры дырчатой перегородкой 5. Конструкция более совершенной мельницы размерами 2,2Х 13 (рис. 3.4) предусматривает возможность установки еще одной или двух перегородок.

В корпусе мельницы над каждой камерой сделаны овальные отверстия — люки, закрываемые крышками 7 (рис. 3.3). Через эти люки мельница загружается мелющими телами. В первых камерах мелющими телами обычно служат металлические шары, в остальных — короткие металлические цилиндры (цильпебсы). Стальными телами камеры заполняют примерно на 23—28% их объема.

К цапфе 4 (рис.3.4) жестко крепится груша 23 (разгрузочное устройство), на внутренней стороне которой имеются лопасти 26. Последние подают материал в пустотелую цапфу. В эту цапфу вставлена втулка 24 с приваренными к ней лопастями. Лопасти груши и цапфы обеспечивают принудительное поступление материала в мельницу, причём параметры загрузочного устройства обеспечивают значительно большую производительность, чем производительность мельницы, что устраняет возможность её недогрузки.

Между загрузочной течкой 3 (рис. 3.4) и грушей сделано двойное фетровое уплотнение с прижимным кольцом. Между кольцом и течкой нагнетается густая смазка.

У разгрузочного днища 10 установлена диафрагма, состоящая из дырчатой перегородки 8, пустотелого конуса 9 и приваренных к нему радиально направленных лопастей 11. К цапфе 13, внутри которой вставлена втулка 12 с лопастями, прикреплены разгрузочный патрубок 16 с окнами 18 по периферии и каркас контрольного сита 15, охваченный кожухом 17.

Мельница приводится в движение от электродвигателя 20 через двухступенчатый редуктор 21 и вал 22 центрального привода, снабженный зубчатыми муфтами. Наличие центрального привода позволяет обойтись без тяжелого и дорогого зубчатого венца, обеспечивает более спокойный ход мельницы и возможность установки двигателя с редуктором в отдельном помещении, защищенным от пыли.

Материал, измельчаемый в мельнице, проходит через межкамерные перегородки, затем через перегородку в диафрагмы поступает на лопасти 11, поднимается ими и сползает по их поверхности и поверхность конуса 9 во втулку 12, где подхватывается лопастями и подается в разгрузочный патрубок 16. Через окна 18 разгрузочного патрубка материал переходит на контрольное сито 15.

Измельченный материал, прошедший через сито, поступает в кожух 17, а из него в транспортирующее устройство. Частицы материала и мелкие остатки обработанных мелющих тел, не прошедшие сквозь сито, через полость 25 кожуха удаляются из мельницы.

Патрубок 14 служит для подсоединения мельницы к аспирационной системе.

3. Расчёт мельницы

 

3.1 Определить критическую и рабочую частоту вращения мельницы

Критическая частота вращения.

Рабочая частота вращения принимается 80% от критической.

 

3.2 Определить массу загрузки шаров

R –радиус мельницы

L – длина мельницы

γ – объемная масса шаров

φ – коэффициент заполнения

 

3.3 Определить мощность электродвигателя

η – потери в приводе. Мы их принимаем, как 0,85.

 

3.4 Определить размеры мелющих тел

Принимаем известняк с величиной кусков 25 мм, величина частиц 300мкм.

По Разумову:

1-ая камера, мм	2-ая камера, мм.	3-ая камера (цильпебсная), мм.
120 - 100	80 - 60	32 - 18

3.5 Определить производительность мельницы

D – внутренний диаметр отфутерованного барабана, м;

V – внутренний полезный объем барабана, м³;

q – удельная производительность мельницы, т/кВт*ч;

k – поправочный коэффициент учитывающий тонкость помола.

Заключение

В данной работе мы рассчитали шаровую мельницу с заданными размерами L=15 м, D=2,5 м и определили: критическую и рабочую частоту вращения мельницы, массу загрузки шарами, размеры мелющих тел, мощность электродвигателя, а так же производительность мельницы.

Данный тип мельниц применяют в цементной промышленности, а именно на Ангарском цементном заводе и УЗТСМ в г. Норильск.

Библиографический список

 

1.  Байсоголов В.Г. Механическое и транспортное оборудование заводов огнеупорной промышленности. М.: Металлургия, 1984. 294с.

2.  Ильевич А.П. Машины и оборудование для заводов по производству керамики и огнеупоров. М.: Машиностроение, 1968. 355с.

3.  Сапожников М.Я. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. М.: Высшая школа,1971. 382с.